山东琵琶岛海域人工鱼礁区鱼类群落物种及功能多样性

为了解山东琵琶岛海域人工鱼礁区鱼类群落物种及功能多样性的时空变化特征,于2020年7月—2021年4月在富瀚国家级海洋牧场示范区开展4个季度的渔业资源和环境因子调查,采用物种多样性指数和基于12个功能性状的功能多样性指数分析了鱼类群落多样性的时空变化及其与环境因子的关系。结果表明,鱼礁区鱼类物种和功能多样性指数均呈现显著的季节变化,而对照区仅功能多样性指数呈现显著的季节变化;Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数、功能均匀度指数和功能离散度指数在空间上存在显著差异;Spearman相关性分析结果显示,功能丰富度与物种数和Margalef丰富度具有显著相关关系,功能均匀度与物种数和Pielou均匀度具有显著相关关系;群落特征加权平均数指数(CWM)表明,鱼类群落优势性状组成呈现一定的时空变化特征;冗余分析结果显示,透明度和无机氮对物种多样性指数具有显著影响,而酸碱度、无机氮、溶解氧和透明度则对功能多样性指数影响显著。以上结果说明,鱼类群落物种和功能多样性具有明显的时空变化特征,但变化趋势不一致,表明物种和功能多样性指数在解释鱼类群落差异时存在一定的互补性。     

春季南日岛人工鱼礁海域浮游植物的群落特征

根据2011年4月、2014年5月在南日岛人工鱼礁区及邻近海域进行的2次生态环境调查资料,研究投礁前后南日岛海域浮游植物的群落特征。结果表明:两次调查共鉴定浮游植物3门40属82种。2011年共鉴定3门32属52种,拟建礁区中心及四周和对照区种类组成相似,平均种类数分别为26种/站和27种/站,细胞数量分别为3.34×104个/dm~3和5.68×10~4个/dm~3。投礁前浮游植物丰富度平均值为1.750,物种多样性指数平均值为2.206,均匀度平均值为0.464,优势度平均值为0.753。2014年共鉴定3门34属60种,礁区中心及四周和对照区种类组成相似,平均种类数分别为35种/站和32种/站,细胞数量分别为1.07×10~4个/dm~3和1.05×10~4个/dm~3。投礁后浮游植物丰富度平均值为2.504,物种多样性指数平均值为3.424,均匀度平均值为0.672,优势度平均值为0.551。     

威海寻山人工鱼礁海域底栖生物群落组成与结构

2009年4月30日对威海寻山人工鱼礁投放海域5个礁区及1个对照区底栖生物群落进行对比调查。共鉴定出底栖生物31种(礁区31种,非礁区1种),隶属于4门24科,软体、环节、节肢动物门为优势类群,其中软体动物门14科20种,占总种数的64.51%。多种生态学指数计算底栖生物群落的特征值,发现礁区与非礁区在底栖生物群落组成和结构差异显著,礁区物种多样性更为丰富,群落结构更趋复杂,建礁效果明显:建礁后礁区底栖生物量呈明显上升趋势,礁区平均生物量(95.4 g/m~2)明显高于非礁区(1.78 g/m~2),是后者的53.60倍;非礁区多毛类数量较多,礁区生物平均丰度与非礁区基本持平。礁区Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener物种多样度指数分别为4.34和5.34。McNaughton物种优势度指数显示礁区杂色蛤、凸壳肌蛤、双带核螺等贝类为丰度优势种。Jaceard种类相似性指数仅0.032(0.5),底栖生物区域性分布较为明显,两区域物种相似度较小。     

寻山人工鱼礁区浮游动物群落变化的初步观察

2009年春季对寻山爱莲湾海域人工鱼礁浮游动物群落变化情况进行了实地调查,结果表明:鱼礁区浮游动物11种,比对照区减少3种;平均密度68.99 ind./m~3,比对照区高出23.97%;生物量536.91mg/m~3,比对照区高出64.04%。     

朱家尖人工鱼礁区鱼类和大型无脊椎动物群落结构变动初探

基于2002年朱家尖建礁水域的本底调查和2005～2006年4个航次跟踪调查数据,初步探讨了朱家尖人工鱼礁海域投礁前后鱼类和大型无脊椎动物的组成、优势种和群落结构变化。结果表明,投礁后出现的种类数为投礁前的2.8倍,鱼礁海域采集到鱼类和大型无脊椎动物53种,由鱼类、甲壳类和软体类3大类组成,鱼类和甲壳类分别占调查种类的49%和45%;投礁前后,甲壳类优势种发生了很大变化,从低值虾类转变成以日本（Charybdis japonica）和日本鼓虾（Alpheus japonicus）等经济虾、蟹类为主;甲壳类为拖网渔获的主要构成部分;投礁前后鱼类和大型无脊椎动物种类组成具有相近的群落多样性测度值,但皆未达到中等相似水平,优势种在不同月份差异大。人工鱼礁的建设使石首鱼科种类和岩礁性鱼类增加明显,鱼礁生境既具有维持固有种类的优势,还可为更多生物提供栖息地。     

嵊泗人工鱼礁海域鱼类和大型无脊椎动物群落结构特征

为了探明鱼礁生境中群落结构的组成情况,评估人工鱼礁投放取得的生态效果以及探索人工鱼礁投放对整个资源组成情况的影响,根据2004年-2007年嵊泗海域人工鱼礁区及周边海域和自然海域的资源调查资料,对比分析了上述3个海域的资源种类组成、优势种、多样性等群落结构特征。共发现鱼类和大型无脊椎动物150种,其中鱼礁区119种。鱼类和节肢类在生物量和数量上均占较高比例,为3个海域的主要资源组成。鱼礁区在历次调查中共发现季节性优势种类11种,随时间的推移,鱼类作为优势种的次数增多。同步调查中,鱼礁区丰富度和多样性高于其余2个海区,最高丰富度和多样性分别为6.349和3.303,鱼礁周边海域分别为3.982和2.158,自然海域为5.751和3.003。3个区域之间,鱼礁区和自然海域的相似度最高;其次是鱼礁周边海域和自然海域;鱼礁周边海域与鱼礁区的相似度最低。结论认为,鱼礁的投放有利于生物的栖息和聚集,对鱼类的诱集和分布影响明显。     

天津近岸人工鱼礁海域浮游植物群落及其变化特征

2016年5月、7月和11月分别对天津近岸海域2010年、2012年和2014年投放的人工鱼礁区及非人工鱼礁区(对照区)进行3个航次的调查,每个区域设置3个站位,共计12个站位。结果显示,共鉴定浮游植物2门28属58种,其中,硅藻门19属44种,甲藻门9属14种。物种以硅藻为主,占总物种的75.9%,其次为甲藻,占总物种的24.1%。浮游植物优势种以硅藻门的圆筛藻属和角毛藻属为主,主要有威氏圆筛藻(Coscinodiscus wailesii)、星脐圆筛藻(C. asteromphalus)、格氏圆筛藻(C. granii)、虹彩圆筛藻(C. oculusiridis)、圆筛藻(Coscinodiscus spp.)、卡氏角毛藻(Chaetoceros castracanei)、劳氏角毛藻(Ch. lorenzianus)、旋链角毛藻(Ch. curvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、柔弱几内亚藻(Guianardia delicatula)、刚毛根管藻(Rhizosolenia setigera)、翼鼻状藻印度变型(Proboscia alata f. indica)和夜光藻(Noctilluca scintillans)。浮游植物细胞丰度存在明显的季节差异,11月、7月和5月浮游植物细胞丰度分别为94.79×104、39.53×104和21.5×104 cell/m³,浮游植物多样性指数也有明显的季节差异,11月香农–威纳多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均比5月和7月高。从人工鱼礁区与对照区对比来看,5月浮游植物细胞丰度礁区外显著高于鱼礁区,7月和11月2014年鱼礁区浮游植物细胞丰度显著高于其他鱼礁区和礁区外。浮游植物多样性指数,礁区外和2012年鱼礁区低于2010年和2014年鱼礁区,礁区外最低。研究表明,人工鱼礁的构建对于提高浮游植物群落多样性具有显著效果,但随着时间的延长,浮游植物群落多样性不是一直增高,有一定程度的波动。     

双层伞形人工海藻浮鱼礁

人工海藻浮鱼礁是把人工海藻合扎成一团，插植在环形物上，环形物分为上，下两段。这样设计既节约了建造鱼礁的材料、经费，又能有效地捕捞聚集在环形物上下两方的底鱼和浮鱼。     

象山港人工鱼礁区浮游植物群落特征

于2011年7月(投礁前)和2012年7月(投礁后)在象山港人工鱼礁海域进行网采浮游植物调查,采用群落结构特征公式及灰度关联分析方法,探讨了鱼礁区与对照区的浮游植物群落特征以及鱼礁区浮游植物丰度与环境因子关联度的变化。结果显示:投礁前除均匀性指数J'外,对照区浮游植物种类数(4门21属33种)、丰度(56.50×103cells·m-3)及多样性指标(H'=2.85、d Ma=1.02)均比鱼礁区(4门19属30种、40.57×103cells·m-3、H'=2.67、d Ma=0.76)高;投礁后鱼礁区(3门17属27种、275.35×103cells·m-3、H'=1.14、d Ma=0.62、J'=0.34)各指标均较对照区(3门16属23种、234.66×103cells·m-3、H'=1.02、d Ma=0.58、J'=0.29)高,且鱼礁区优势种间的优势度差异较对照区的大;投礁前后鱼礁区各生态因子与浮游植物丰度的关联度不同,投礁前氮营养盐及COD对藻类生长影响较大,投礁后透明度的降低影响了藻类对氮营养盐的吸收,促进了硅酸盐对藻类的影响。综上所述,初步认为象山港人工鱼礁的投放对浮游植物的生长具有一定的积极成效。     

天津大神堂海域人工鱼礁区游泳动物群落特征变化

为研究天津大神堂海域人工鱼礁建设初期游泳动物群落特征的变化,于2014年6月10日、7月28日、9月22日对人工鱼礁区和对照区进行三次调查。结果表明:人工鱼礁区游泳动物种类与对照区相近,但优势种种类在6月和7月少于对照区;6月份人工鱼礁区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于7月份和9月份(P﹤0.05),而对照区在各月份没有显著性差异(P﹥0.05);6和7月份人工鱼礁区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于同一月份对照区数值(P﹤0.05);人工鱼礁区渔获物CPUE、渔获数量和埃三极能值仅在7月份存在显著性差异(P﹤0.05);人工鱼礁区各月份经济渔获物CPUE和经济渔获数量与对照区的差异均未达到显著水平;人工鱼礁区经济渔获数量从6月到9月呈逐渐增加的趋势,并且6月和9月达到显著性差异水平,但对照区各月份数值相近。结果表明,人工鱼礁投放初期渔业资源种群会受到一定程度扰动,随着时间的推移人工鱼礁良好生态效益逐步显现。     

崂山湾人工礁区大型底栖海藻时空格局及对环境变化的响应

2015年5—9月对青岛崂山湾两个人工礁区大型底栖海藻的水平和垂直分布特征进行了调查,初步探明了两个人工礁区大型底栖海藻的群落特征、月际更替规律及其对环境因子的响应。结果表明,崂山湾两个人工礁区内及礁区间不同水深的水流强度差异极显著,不同月份温度差异显著;调查期间共采集到大型底栖海藻26种,隶属于3门17科21属,其中红藻15种,褐藻7种,绿藻4种,分别占总种类数的57.69%、26.92%和15.38%;不同月份的大型底栖海藻种类更替差异显著,酸藻(Desmarestia viridis)、金膜藻(Chrysymenia wrightii)和扁江蓠(Gracilaria textorii)分别是春季、夏季和秋季的第一优势种;大型底栖藻类群落的物种多样性指数呈先升高后降低趋势,且三亩前礁区多样性指数普遍高于黄山口礁区,温度变化是造成不同月份物种多样性指数和优势种变化的主要原因。冗余分析(RDA)排序结果显示,温度是影响大型底栖藻类月际更替的主要因素,对变量的解释率达到37.64%;水流强度和水深是影响大型底栖藻类水平和垂直分布的主要环境因子,对变量的解释率分别为26.54%和19.13%。研究结果表明,崂山湾人工鱼礁为大型底栖海藻提供了良好的附着基;礁区建成5年后大型底栖海藻群落已经发展至顶级群落,群落的季节更替较稳定,具有一定抵御外界干扰的能力。     

崂山湾三个人工鱼礁区底栖大型藻类群落的季节性差异

2011年2月、5月、8月和11月份分别对崂山湾3个人工鱼礁区(港东区、峰山区和仰口区)的底栖大型藻类进行采样调查,研究了其藻类群落结构的差异性。结果表明:峰山区共采集到16种藻类、港东区13种、仰口区12种;3个礁区的优势种在春季差异明显,在冬季最相似;峰山区的平均生物量最大(937.45 g/m2),其次是港东区和仰口区,港东区的生物量始终比仰口区高。群落多样性指数的年际变化差异不显著。3个礁区的叶绿素a和叶绿素b变化趋势一致,其中港东区的叶绿素含量始终比仰口区高。     

大亚湾杨梅坑海域投礁前后浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

根据2007年4月、2008年5月、2009年5月在大亚湾杨梅坑人工鱼礁海域进行的3个春季航次生态、环境综合调查资料,研究了投礁前后杨梅坑海域浮游植物群落结构特征及其年际变动。结果表明,杨梅坑海域共鉴定出浮游植物151种,以硅藻种类最多;调查期间浮游植物种类组成变化不大,但优势种的年际更替明显;丰度呈上升趋势。K优势度曲线的群落多样性分析表明,群落多样性由高到低依次为2008年5月〉2007年4月〉2009年5月,前后3次调查群落多样性差异较大。聚类（cluster）及多维尺度分析（multidimensionalscaling,MDS）显示,3次调查中杨梅坑海域东部、中部、西部的站位倾向于分别聚类在一起,研究的区域可能受海流影响较大;礁区与对照区的差异不明显。冗余分析（redundancyanalysis,RDA）表明,水温和水深、盐度、总悬浮物是影响该海域浮游植物栖息密度及空间分布的主要环境因子。     

人工鱼礁区不同底质对底栖游泳生物群落特征的影响

为探究人工鱼礁投放后的不同底质对底栖游泳生物群落结构特征的影响,实验以海区中央投放的构件礁划分半径为20、400和600 m 3个样带,采用地笼与摄像相结合的方法,分别于2017年6月和8月、2018年6月 (2次)、2019年6月和7月在小竹山岛人工鱼礁区进行了6个航次的调查。应用相对重要性指数 (IRI)、主坐标分析 (PCoA)和单因素方差分析等分析群落时空组成变化,利用广义加性模型 (GAM)研究环境因子对单位捕捞努力量 (CPUE)和多样性指数的影响。IRI和PCoA测定结果显示,地笼主要捕获日本蟳、海燕、大泷六线鱼、许氏平鲥及其他梭形鱼类;摄像主要捕获海燕等棘皮类、葛氏长臂虾、纹缟虾虎鱼、六丝钝尾虾虎鱼、钟馗虾虎鱼及矛尾刺虾虎鱼。单因素方差分析显示,两种采样方法在200和400 m样带的CPUE均较高,与600 m样带有显著差异,但年份间无显著差异。GAM模型显示,CPUE随投礁年份和底质类型的复杂度增加而增加,与构件礁及石块礁底质呈正相关,且受盐度及温度影响。多样性指数在样带、年际间无显著差异,GAM模型显示,其在地笼渔获物的多样性指数显著高于摄像,并受盐度、透明度影响,但与底质类型无关。本研究揭示了不同底质对底栖游泳生物的影响,证明了地笼与摄像结合调查方法的互补性,为多种鱼礁底质的管理提供参考依据。     

威海双岛湾人工鱼礁区刺参大面积死亡原因初探

2013年9月4日开始,威海双岛湾人工鱼礁区15 m以深水域,刺参出现大面积死亡.为了解致死原因,于9月6日开展了相关调查.结果表明,有害浮游生物与刺参死亡的相关性较小,缺氧水层的出现可能是刺参死亡的主要原因.在所调查的海区,缺氧水层的上界约为13 m～15.5 m,下界至海底.夏季的高温、多雨和少风导致温跃层和盐跃层出现,水体垂直循环受阻后在海底形成缺氧层.建议增殖生产中合理安排增殖放养密度,对海区增殖生物状况和底层溶解氧进行实时监测,开展预警、预报,合理安排采捕生产,以减少因底层缺氧造成的经济损失.     

人工鱼礁和大型海藻对许氏平鲉和大泷六线鱼幼鱼的诱集作用

为了探究大型海藻和人工鱼礁对鱼类的诱集作用,依据崂山湾人工鱼礁区游泳动物和大型海藻调查结果,以海黍子、孔石莼、带形蜈蚣藻、石花菜和小珊瑚藻5种优势藻类,许氏平鲉和大泷六线鱼2种优势鱼类以及人工鱼礁模型为研究对象,于室内实验水槽观察了许氏平鲉和大泷六线鱼幼鱼在海藻和模型礁中的行为反应和分布。结果显示,水槽中未投放模型礁和海藻时,实验鱼密集出现在水槽边缘区(A9),分布率分别为75.71%±7.79%和73.63%±4.41%。放入模型礁和海藻丛后,许氏平鲉和大泷六线鱼出现短暂的排斥反应,然后迅速聚集其中;2种鱼对带形蜈蚣藻的响应时间最短[(12.75~21.00)s],对模型礁的响应时间最长[(66.50~151.25)s];带形蜈蚣藻聚集许氏平鲉用时最短[(151.50±8.14)s],海黍子聚集大泷六线鱼用时最短[(56.00±2.53)s];大泷六线鱼对模型礁的聚集时间为(216.25±5.59)s,远低于许氏平鲉(1343.50±5.38)s;2种鱼在模型礁中的停留时间远长于海藻丛,且大泷六线鱼的停留时间(211.85±7.96)s长于许氏平鲉(199.75±16.82)s。海藻丛和模型礁对2种岩礁性幼鱼的诱集效果明显,实验区幼鱼的分布率由未投放模型礁和海藻前的0.91%~8.78%上升到4.21%~31.42%;高密度带形蜈蚣藻和海黍子的诱集效果最好,对许氏平鲉和大泷六线鱼的聚集率分别达到30.42%±1.14%和31.42%±1.74%,而低密度小珊瑚藻的诱集作用不明显。     

海州湾前三岛人工鱼礁区浮游植物群落组成及与环境因子的关系

通过2012年9月至2013年8月对海州湾前三岛人工鱼礁及邻近海域浮游植物4个航次的调查,共鉴定出浮游植物3门35属85种,其中硅藻门67种,甲藻门17种,金藻门1种。春、秋季全区浮游植物丰度(分别为16.5×105、13.31×105 cell/m3)明显高于夏、冬季(分别为6×105、3.8×105 cell/m3)。主要优势种有密联角毛藻(Chaetoceros densus)、深环沟角毛藻(Chaetoceros constrictus)、拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)、细弱圆筛藻(Coscinodiscus subtilis)、明璧圆筛藻(Coscinodiscus debilis)、卡氏角毛藻(Chaetoceros castracanei)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、柔弱角毛藻(Chaetoceros debilis)等,其中密联角毛藻为春季的绝对优势种。除春季鱼礁区与对照区浮游植物多样性指数和均匀度指数存在显著性差异外,其他季节的鱼礁区与对照区浮游植物群落参数(浮游植物种类数、细胞丰度、叶绿素a浓度、丰富度指数、多样性指数和均匀度指数)均无显著性差异(P0.05),但不同季节间浮游植物群落参数存在显著差异(P0.01)。环境因子在鱼礁区与对照区不存在显著差异(P0.05),但不同季节间存在显著差异(P0.05)。多维尺度和聚类分析表明,浮游植物的群落组成存在明显的季节差异,但区域间无显著差异(P0.05)。人工鱼礁区与对照区相似的浮游植物群落结构可能是由于对照区与鱼礁区相距较近、调查范围小、水较深、采样站位靠近岛屿及人工鱼礁投放时间较短等因素引起的。冗余分析(redundancy analysis,RDA)结果表明,影响浮游植物群落的主要环境因子依次为:温度、Si O3-Si、溶解氧(DO)、PO4-P、生化需氧量(BOD5)、可溶无机氮(DIN)、化学需氧量(COD)和透明度。     

海州湾人工鱼礁海域生态环境的变化

根据2003-2004年对海州湾人工鱼礁海域进行4个航次的调查结果,运用对比方法,分析了该海域的水质、底泥和浮游生物等在人工鱼礁投放前后的变化。结果表明,人工鱼礁投放所产生的上升流将沉积于底泥的氮营养盐携带至上层,使得鱼礁区的海水特性由氮限制转变为磷限制;鱼礁区与对照区点的浮游植物组成相似度由投礁前极高的0.963下降到投礁后3个月的0.863和7个月后的0.685,群落结构发生了较大变化;同时,鱼礁区的浮游动物个体增重率明显,达到了对照区的5倍之多,十分有利于渔业资源的增殖,人工鱼礁对于海域生态环境的改善作用得到了确认。     

威海西霞口海洋牧场鱼礁区中许氏平鲉的生长、死亡及合理利用

人工鱼礁是我国海洋牧场的重要组成部分。许氏平鲉是我国沿海广布的经济鱼种。为比较研究许氏平鲉的资源状况,本实验根据2016—2018年西霞口海洋牧场鱼礁区的资源调查,运用ELEFANⅠ基于许氏平鲉体长频率数据、变换体长渔获曲线法、单位补充量等渔获量曲线法和生物参考点对许氏平鲉的生长、死亡和合理利用进行初步研究,运用蒙特卡罗模拟法将不确定性引入资源评估。实验表明,浅水域许氏平鲉的平均体长、平均体质量、渐近体长和渐近体质量均大于中水域,深水域最小,表明西霞口礁区浅水域许氏平鲉的生长状况最好。中水域的捕捞死亡系数和自然死亡系数均大于深水域,浅水域最小,表明西霞口礁区中水域的许氏平鲉资源死亡率最高。本实验首次将生物学参考点及不确定性分析用于不同水深礁区的资源评价,结果发现,3种不确定水平下FBRP的判断结果与无不确定性结果一致,且F_(0.1)更适合礁区许氏平鲉的资源评估。结合Gulland理论、生物学参考点和单位补充量渔获量分析可知,礁区资源处于轻度开发状态,可以通过适当提高捕捞强度来增加渔获量。浅水域可提高到Y_W/R=25.60对应的开捕年龄为1.83 a;中水域可提高到Y_W/R=23.89对应的开捕年龄为0.93 a;深水域可提高到Y_W/R=16.74对应的开捕年龄为1.12 a。